Двухлетнее исследование было опубликовано в Интернете 30 октября 2014 г. перед публикацией в журнале Current Biology.Клетки-предшественники являются связующим звеном между стволовыми клетками и полностью дифференцированными клетками системы крови, тканей и органов. Этот процесс созревания, известный как дифференциация, частично определяется исходной средой, из которой произошли клетки-предшественники, называемой нишей. Многие из этих предшественников поддерживаются в состоянии покоя или «режиме ожидания» и готовы дифференцироваться в ответ на иммунные вызовы (такие как стресс, инфекция или болезнь).
Доктор Габриэль Фергюсон, научный сотрудник лаборатории доктора Мартинеса-Агосто и первый автор исследования, основанный на предыдущем исследовании лаборатории, в котором использовалась система крови плодовых мух вида Drosophila, показав, что определенный набор сигналов должен поступают в клетки-предшественники, чтобы активировать их дифференцировку в клетки, которые могут бороться с инфекцией после травмы. Доктор Фергюсон сосредоточился на двух генах, ранее идентифицированных в стволовых клетках, но не в системе крови, названных Yorkie и Scalloped, и обнаружил, что они необходимы в недавно охарактеризованном типе клеток, называемом клеткой, определяющей родословную. Затем эти клетки по существу работают как переключатель, посылая необходимый сигнал клеткам-предшественникам.
Исследователи также обнаружили, что, когда клетки-предшественники не получают требуемый сигнал, муха не производит зрелых клеток, необходимых для борьбы с инфекцией. Это указывает на то, что способность системы крови бороться с внешней инфекцией и другими патогенами напрямую связана с сигналами, посылаемыми этим новым типом клеток.«Прелесть этого исследования в том, что теперь у нас есть система, в которой мы можем исследовать, как сигнальная клетка использует эти два гена Йорки и гребешка, которые никогда ранее не наблюдались в крови, чтобы управлять образованием конкретных клеток», — сказал доктор Мартинес-Агосто, доцент кафедры генетики человека. «Это может помочь нам в конечном итоге ответить на вопрос, как наше тело знает, как вырабатывать определенные типы клеток, которые могут бороться с инфекцией».Доктора Затем Мартинес-Агосто, Фергюсон и его коллеги надеются, что в будущих исследованиях эти гены будут изучены за пределами дрозофилы и распространятся на модели млекопитающих, и что система будет использоваться исследовательским сообществом для изучения роли генов Йорки и гребешков в различных нишах.
«На биохимическом уровне есть много общего между молекулярными механизмами у Drosophila и у мышей и людей», — сказал д-р Фергюсон. «Это исследование может способствовать нашему общему пониманию того, как микросреда может регулировать дифференцировку и судьбу клеток-предшественников или стволовых клеток».Доктор Мартинес-Агосто отметил: «Анализ функциональности этих генов и их влияния на иммунный ответ имеет большой потенциал для ускорения разработки новых целевых методов лечения».